地理信息系统知识点大全

绪论简述GIS的理解（需具体说明）地理信息系统、地理信息科学、地理信息服务、地理信息解决方案GIS的概念GIS是由计算机硬件、软件、用户、空间数据和不同方法组成的系统，该系统用来支持空间数据采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。

GIS是以一种全新的思想和手段来解决复杂的规划、管理和地理相关问题，例如城市规划、商业选址、环境评估、资源管理、灾害监测、全球变化。

地理信息的定义理解1：地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识；理解2：表征地理系统诸要素的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律的数字、文字、图像和图形等的总称；理解3：一切与空间位置有关的信息都叫做地理信息。

它起源于地图，地图是地理信息的载体，具有存储、分析与显示地理信息的功能。

地理信息的特点空间分布性：地理信息的定位特征多维性：单点多重属性信息动态性（时间性）：随时间动态变化数据量大：具有空间特征、属性特征、时间特征地理信息含义“有地理参照的信息”(Geographically Referenced Information)或者，“与地理位置有关的信息”GIS的定义、特点地理信息系统就是具有采集、存储、查询、分析、显示和输出地理数据功能的计算机软硬件系统。

地理信息系统是一种以地理坐标为骨干的信息系统。

GIS的组成①系统硬件GIS主机：大型、中型、小型机，工作站/服务器、微型计算机GIS外部设备：输入设备：数字化仪、扫描仪、解析和数字摄影测量设备、全站仪等；输出设备：绘图仪、打印机、图形显示终端等；数据存贮与传送设备：磁带机、光盘机、活动硬盘、U盘、MP3等GIS网络设备：布线系统、网桥、路由器、交换机等硬件的三种应用模式单机模式：由基本外设、处理设备和输出设备构成适用于小型GIS建设数据传输与资源共享不方便局域网模式：部门或单位内部GIS建设专线连接资源共享较方便广域网模式：用户分布地域广泛，不适合专线连接公共通讯连接资源共享方便局部范围为局域网，通过若干通道与广域网连接②系统软件系统软件主要是计算机的操作系统以及各种标准外设的驱动软件，目前流行的有DOS、Windows98/Nnt/2000/XP、UNIX 等。

系统软件关系到GIS软件和开发语言使用的有效性，是GIS软硬件环境的重要组成部分。

基础软件数据库软件流行数据库软件主要有Oracle、Sybase、Informix、DB2、SQL Server、Ingress等。

Oracle、Informix、Ingress等关系数据库管理软件都相继增加了空间数据类型。

而ESRI公司的SDE（Spatial Database Engine）也是基于关系数据库的空间数据管理平台。

图形平台某些GIS软件中图形处理平台。

如AutoDesk公司开发的基于AutoCAD的AutoMap GIS软件、Intergraph公司的基于MicroStation的MGE GIS软件③空间数据是GIS的血液GIS的操作对象为空间数据空间数据特征：空间参考、属性、时间数据；空间数据组织：矢量结构、栅格结构。

④管理人员GIS的开发是以人为本的系统工程。

业务素质与专业知识是GIS工程及应用成功的关键。

不但对GIS的技术和功能有足够的了解，而且要具备组织管理管理的能力。

技术培训、硬件维护与更新、系统升级、数据更新、文档管理、数据共享建设等。

GIS 功能：采集、处理、分析、查询、管理、显示、输出空间查询：位置查询、属性查询、拓扑查询空间查询是最基本的分析功能，包括从空间位置检索空间物体和从属性条件检索空间物体空间分析：地形分析、网络分析、缓冲区分析、几何量测、地图分析、叠置分析、统计分析、决策分析缓冲区分析：解决近邻度问题缓冲区分析就是对一组或一类地物按缓冲的距离条件，建立缓冲区多边形图，然后将这个图层与需要进行缓冲区分析的图层进行叠加分析，得到所需要的结果。

网络分析：解决路径分析和资源优化配置的问题GIS中的网络由一系列相互联系的线状要素组成的，是对城市网络的抽象。

叠加分析：解决设施的选址问题把同一地区的两幅或两幅以上的图层重叠在一起进行图形运算和属性运算，产生新的空间图形和属性的过程。

GIS的产生和发展（选择或判断）1963年加拿大测量学家Tom linson创造了GIS系统①60年代起步阶段②70年代巩固阶段③80年代突破阶段④90年代产业化阶段⑤21世纪网络化阶段简述GIS的建模过程：了解目的（实际问题）；准备所需数据，建立所需空间数据库；建模；查询和分析；生成报表。

举例说明GIS可应用的行业所谓地理信息系统的应用就是人们应用GIS对地球表层人文经济和自然资源及环境等多种信息进行管理和分析，以掌握城乡和区域的自然环境和经济地理要素的空间分布、空间结构、空间联系和空间过程的演变规律，使它成为国家宏观决策和区域多目标开发的依据，从而为区域经济发展服务。

气象部门、环境评估、宏观决策、规划决策、A VHRR、城市土地利用信息系统、电信资源管理、铁路地理信息系统、公安警用地理信息系统、医疗机构信息查询GIS的地学基础GIS中为什么要考虑地图投影地理坐标为球面坐标，不方便进行距离、方位、面积等参数的量算与分析。

地球椭球体为不可展曲面地图为平面，符合视觉心理，并易于进行距离、方位、面积等量算和各种空间分析地球椭球体是不可展曲面，而地图是一个平面，当球面展开为平面时必然产生破裂或褶皱。

“地图投影”就是要解决球面不可展的矛盾。

地图投影由于球面上一点的位置是用地理坐标(经度、纬度)表示，而平面上是用直角坐标(纵坐标、横坐标)或者极坐标(极径、极角)表示，所以要想将地球表面上的点转移到平面上，必须采用一定的数学方法来确定地理坐标与平面直角坐标或极坐标之间的关系。

这种在球面和平面之间建立点与点之间函数关系的数学方法，称为地图投影。

地图投影是保证地图精确度的重要的数学基础之一。

地图投影变形：面积变形、角度变形、长度变形地图投影分类投影面及球面的位置：圆锥投影、圆柱投影、方位投影投影变形性质：等角投影、等积投影、任意投影常见变形性质的确定①同纬度带内梯形面积不等的投影肯定不是等积投影②经纬网不是处处正交的投影肯定不是等角投影③投影为直线的经线(中央经线)上纬距不等的投影肯定不是等距投影地理空间实体的三要素是什么？它们之间的关系是怎样的？点：由单个栅格表达。

线：由沿线走向有相同属性取值的一串相邻栅格表达。

面：聚集在一起的具有相同属性取值的一片栅格表达。

空间数据的基本特征有哪些属性特征：描述空间对象的特性，即是什么，如对象的类别、等级、名称、数量等。

空间特征：描述空间对象的地理位置以及相互关系，又称几何特征和拓扑特征，前者用经纬度、坐标表示，后者如交通学院与电力学院相邻等。

时间特征：描述空间对象随时间的变化地理坐标：采用经纬度（φ,λ）来确定地球表面上任意一点的位置。

平面直角坐标系：首先定义一个原点（0,0）及x，y轴方向，然后通过（x,y）值确定某个地理实体的位置。

常用地图投影中国图全国图：正轴圆锥投影海图：墨卡托投影地形图：高斯－克吕格投影（分带）大洲图：亚洲图：斜轴方位投影欧洲图：彭纳投影半球图：南北半球（或两极）图：正轴方位投影东西半球图：横轴方位投影世界图：国内出版：等差分纬线多圆锥投影国外出版：摩尔威特投影地球仪：普通多圆锥投影什么是元数据（名词解释，简答）一般都认为元数据就是“关于数据的数据”元数据的主要作用帮助数据生产单位有效地管理和维护空间数据，建立数据文档提供有关数据生产单位数据存储、数据分类、数据内容、数据质量、数据交换网络(clearing house)及数据销售等方面的信息，便于用户查询检索地理空间数据提供通过网络对数据进行查询检索的方法或途径，以及与数据交换和传输有关的辅助信息帮助用户了解数据，以便就数据是否能满足其需求作出正确的判断提供有关信息，以便用户处理和转换有用的数据。

元数据的内容对数据集中各数据项、数据来源、数据所有者及数据生产历史等的说明对数据质量的描述，如数据精度、数据的逻辑一致性、数据完整性、分辨率、源数据的比例尺等对数据处理信息的说明，如量纲的转换等数据转换方法的描述对数据库的更新、集成方法等的说明GIS空间数据结构数据结构基础数据是客观事物的符号表示。

数据元素是数据的基本单位，它也可以再由不可分割的数据项组成。

数据对象：是性质相同的数据元素的集合。

如上例：一个班级的成绩表可以看作一个数据对象。

数据结构：指数据组织的形式，是适合于计算机存储、管理和处理的数据逻辑结构。

空间数据结构：指空间数据适合于计算机存贮、管理、处理的逻辑结构。

换句话说，是指空间数据以什么形式在计算机中存贮和处理。

地理信息系统的空间数据结构主要有栅格结构和矢量结构。

矢量数据结构：通过记录坐标，用点、线、面等基本要素精确地表示各种地理实体。

由于线段由具有起终点坐标的线段组成，具有方向性，故称矢量结构。

无拓扑关系矢量数据结构点目标：[目标标识，地物编码，（x,y）]线目标：[目标标识，地物编码，（x1,y1），（x2,y2）……（xn,yn），]面目标：[目标标识，地物编码，（x1,y1），（x2,y2）……（xn,yn），（x1,y1）]属性数据结构属性表1：[目标标识，地物名称，地物类型]属性表2：[目标标识，地物名称，长度，...]属性表3：[目标标识，行政区名称，用地类型，面积,…]矢量数据获取方法1.外业数字画测图获得，如全站仪GPS、三维激光扫描仪等；2.扫描数字化方法获取；3.由数字摄影测量或遥感获得；4.栅格数据转成矢量数据。

矢量数据结构编码方式1.坐标序列法(spaghetti结构)：边直接用（x,y）坐标表示点线面实体。

缺点：公共边重复存储，存在数据冗余、结构简单，但无法表达边界和多边形之间的关系、不适合复杂的空间分析，在不以分析为目的CAD系统中广泛使用。

2.树状索引法：对所有边界点数字化，将坐标对以循序方式存储，由点索引与边界线号相联系，以线索引与各多边形相关联。

点文件：点号、坐标线文件：线号、起点、终点、点号多边形文件：多边形号、边界线号树状索引法优缺点：优点：消除多边形数据的冗余和不一致；邻接信息、岛信息可通过查找公共弧段号的方式查询。

缺点：表达拓扑关系较繁琐、给相邻运算、处理岛信息、检索拓扑关系等带来困难、以人工方式建立编码表，工作量大，易出错。

矢量数据结构优缺点（与栅格数据优缺点相比较作为大题）优点：1、表示地理数据的精度较高2、数据结构严谨，数据量小3、完整的描述空间拓扑关系4、图形输出精确美观5、图形数据和属性数据的恢复、更新、综合都能实现6、面向目标，不仅能表达属性，而且能方便的记录每个目标的具体属性信息缺点：1、数据结构复杂2、矢量叠置较复杂3、数学模拟困难4、技术复杂，对软硬件要求高栅格数据结构：是将空间分割成有规则的网格，在各个网格上给出相应的属性值来表示地理实体的一种数据组织形式。